專利名稱：聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于各種音頻設(shè)備和電視接收機(jī)的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
在日本專利公布No.3206271和3329050中公開了用于各種音頻設(shè)備的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的示例。圖13是示出在上述No.3206271和3329050出版物中公開的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一般結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖13的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置中，分別由衰減器100a和100b衰減雙聲道-即左(L)和右(R)聲道-的輸入音頻或聲音信號(hào)，然后由音調(diào)濾波器101a和101b加強(qiáng)或增強(qiáng)(boost)這些雙聲道輸入聲音信號(hào)的特定頻帶的電平。然后，由電平確定部件102確定這樣增強(qiáng)的聲音信號(hào)，并且基于電平確定的結(jié)果，由增強(qiáng)量計(jì)算部件103改變音調(diào)濾波器101a和101b的濾波系數(shù)，以便實(shí)現(xiàn)所期望的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)。
然而，采用圖13的傳統(tǒng)聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，在基于由音調(diào)濾波器101a和101b處理的聲音信號(hào)的電平的檢測(cè)，通過(guò)反饋控制來(lái)調(diào)節(jié)音調(diào)濾波器101a和101b的電平增強(qiáng)量的情況下，將出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，即，相對(duì)于任何輸入聲音信號(hào)的快速電平變化，電平增強(qiáng)量調(diào)節(jié)存在延遲。因此，例如，當(dāng)任何輸入聲音信號(hào)的電平快速增加時(shí)，在通過(guò)反饋控制來(lái)適當(dāng)?shù)匾种齐娖皆鰪?qiáng)量之前，需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，從而可能例如由于數(shù)字信號(hào)處理的溢出而導(dǎo)致“削波(clipping)”，并且在增強(qiáng)量調(diào)節(jié)的連接點(diǎn)可能產(chǎn)生不期望的削波聲音。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前文，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其能夠高速響應(yīng)聲音信號(hào)電平變化。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其針對(duì)多個(gè)聲道的聲音信號(hào)中的至少一個(gè)，包括濾波器電路，其從輸入聲音信號(hào)提取預(yù)定頻帶的聲音信號(hào)；增強(qiáng)電路，其根據(jù)聲音信號(hào)的輸入電平，對(duì)由所述濾波器電路提取的聲音信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮；以及加法器，其將輸入聲音信號(hào)和由所述增強(qiáng)電路輸出的聲音信號(hào)相加在一起。
與傳統(tǒng)上公知的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置相比，通過(guò)采用根據(jù)由濾波器電路提取的聲音信號(hào)的電平而對(duì)聲音信息執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮的前饋配置，本發(fā)明能夠快速地響應(yīng)聲音信號(hào)電平的變化。結(jié)果，即使當(dāng)存在輸入聲音信號(hào)電平的快速增大時(shí)，本發(fā)明也能有效地防止產(chǎn)生不必要的削波聲音。
優(yōu)選地，針對(duì)該至少一個(gè)聲音信號(hào)，聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置還包括減法器，其從輸入聲音信號(hào)減去由濾波器電路提取的聲音信號(hào)。加法器將減去后的輸入聲音信號(hào)和由增強(qiáng)電路輸出的聲音信號(hào)相加在一起。通過(guò)提供從輸入聲音信號(hào)減去濾波器提取的聲音信號(hào)的減法器，本發(fā)明可以防止要對(duì)其執(zhí)行聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)的頻帶中的下降(dip)，從而實(shí)現(xiàn)聲音的頻率特性之間的平滑連接。
優(yōu)選地，針對(duì)該至少一個(gè)聲音信號(hào)，聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置還包括在濾波器電路和增強(qiáng)電路之間提供的衰減處理電路，用于根據(jù)由濾波器電路提取的聲音信號(hào)的電平的降低而逐漸地衰減或減少輸出電平。通過(guò)在濾波器電路和增強(qiáng)電路之間提供衰減處理電路，本發(fā)明可以抑制從調(diào)節(jié)裝置輸出的聲音信號(hào)的電平中的過(guò)快變化，從而給予聽眾自然的聽覺(jué)。
優(yōu)選地，聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置還包括規(guī)格化處理電路，其使用與多聲道的聲音信號(hào)的最大電平相對(duì)應(yīng)的相同或公共增益系數(shù)，對(duì)每個(gè)聲道的聲音信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮。通過(guò)這樣的配置，本發(fā)明可以有效地避免在音量小時(shí)難以聽到聲音，同時(shí)消除了在音量大時(shí)聲音變得太響的麻煩。此外，本發(fā)明可以減小由于音頻源等之間的差異而導(dǎo)致的音量差異，從而消除用戶的頻繁音量操縱的需要。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其針對(duì)多個(gè)聲道的聲音信號(hào)中的至少一個(gè)，包括提取部件，其從輸入聲音信號(hào)提取預(yù)定頻帶的聲音信號(hào)；系數(shù)計(jì)算部件，其基于由提取部件提取的聲音信號(hào)的電平，計(jì)算濾波系數(shù)；以及濾波處理部件，其根據(jù)由系數(shù)計(jì)算部件計(jì)算的濾波系數(shù)，執(zhí)行用于增大/減小輸入聲音信號(hào)的預(yù)定頻帶聲音信號(hào)電平的濾波處理。
與傳統(tǒng)上公知的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置相比，通過(guò)采用用于根據(jù)由提取部件提取的聲音信號(hào)的電平而實(shí)時(shí)改變?yōu)V波處理部件的濾波系數(shù)的前饋配置，本發(fā)明可以快速地響應(yīng)聲音信號(hào)電平的變化。結(jié)果，即使當(dāng)存在輸入聲音信號(hào)電平的快速增大時(shí)，本發(fā)明也能有效地防止產(chǎn)生不必要的削波聲音。
優(yōu)選地，針對(duì)該至少一個(gè)聲音信號(hào)，聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置還包括在提取部件和濾波處理部件之間提供的衰減處理部件，衰減處理部件根據(jù)由提取部件提取的聲音信號(hào)的電平的降低而逐漸地衰減輸出電平。通過(guò)在濾波器電路和增強(qiáng)電路之間提供衰減處理電路，本發(fā)明能夠抑制從調(diào)節(jié)裝置輸出的聲音信號(hào)的電平中的過(guò)快變化，從而給予聽眾自然的聽覺(jué)。
下面將描述本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施例，并且在不背離基本原理的情況下，本發(fā)明的各種修改是可能的。因此，本發(fā)明的范圍僅僅由所附權(quán)利要求確定。


為了更好地理解本發(fā)明的目的及其它特征，在下面將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一般設(shè)置的方框圖；圖2是示出第一實(shí)施例中的低音增強(qiáng)電路的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是示出第一實(shí)施例中的低音增強(qiáng)電路的示例輸入/輸出特性的圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一般設(shè)置的方框圖；圖5是示出第二實(shí)施例中的低音增強(qiáng)電路的示例輸入/輸出特性的圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的方框圖；圖7是示出第三實(shí)施例中的衰減處理電路的示例輸入/輸出時(shí)間特性圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一般設(shè)置的方框圖；圖9是示出第四實(shí)施例中的規(guī)格化處理電路的示例輸入/輸出特性的圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一般設(shè)置的方框圖；圖11是示出第五實(shí)施例中的衰減處理部件的示例輸入/輸出時(shí)間特性圖；圖12A和12B是示出第五實(shí)施例中的低音增強(qiáng)電路的示例頻率特性的圖；以及圖13是示出在傳統(tǒng)上公知的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一般設(shè)置的方框圖。
具體實(shí)施例方式圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一般設(shè)置的方框圖。該聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置包括低通濾波器(以下被稱為“LPF”)1，高通濾波器(以下被稱為“HPF”)2，低音增強(qiáng)電路3，高音增強(qiáng)電路4，乘法器5、6和7，以及加法器8。
將描述根據(jù)第一實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的行為。采取IIR(無(wú)限沖擊響應(yīng))濾波器形式的LPF 1從輸入聲音信號(hào)(第一聲音信號(hào))提取在頻率上低于例如幾百赫茲的低音范圍的第二聲音信號(hào)。低音增強(qiáng)電路3根據(jù)第二聲音信號(hào)的輸入電平，對(duì)由LPF 1提取的第二聲音信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮。
圖2是示出低音增強(qiáng)電路3的構(gòu)造的方框圖，其包括放大器30、電平檢測(cè)部件31和增益表32。電平檢測(cè)部件31檢測(cè)從LPF 1輸出的第二聲音信號(hào)的電平。增益表32將輸入聲音信號(hào)電平和放大器30的增益系數(shù)相互關(guān)聯(lián)地預(yù)先存儲(chǔ)在其中。從增益表32讀出與由電平檢測(cè)部件31檢測(cè)的電平相對(duì)應(yīng)的特定增益系數(shù)，并且將其提供給放大器30。在存儲(chǔ)于增益表32中的輸入電平和增益系數(shù)之間的關(guān)系中，并入了線性對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換、比率計(jì)算、對(duì)數(shù)線性轉(zhuǎn)換處理。因此，可以將通過(guò)增益表32轉(zhuǎn)換的每個(gè)值直接設(shè)置為輸入數(shù)據(jù)的增益。放大器30將從LPF 1輸出的第二聲音信號(hào)乘以從增益表32輸出的增益系數(shù)，從而輸出相乘后的第二聲音信號(hào)。以這種方式，本實(shí)施例可以根據(jù)聲音信號(hào)的電平而執(zhí)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展/壓縮。
也采取IIR濾波器形式的HPF 2從所輸入的第一聲音信號(hào)提取在頻率上高于例如幾千赫茲的高音范圍的第三聲音信號(hào)。高音增強(qiáng)電路4根據(jù)第三聲音信號(hào)的輸入電平，對(duì)由HPF 2提取的第三聲音信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮。高音增強(qiáng)電路4的構(gòu)造類似于低音增強(qiáng)電路3的構(gòu)造。
乘法器5、6和7將第一聲音信號(hào)、從低音增強(qiáng)電路3輸出的第二聲音信號(hào)、以及從高音增強(qiáng)電路4輸出的第三聲音信號(hào)乘以相應(yīng)的增益系數(shù)，從而將第一到第三聲音信號(hào)調(diào)節(jié)到期望的電平。加法器8將從乘法器5、6和7輸出的第一、第二和第三聲音信號(hào)相加在一起。
圖3示出了第一實(shí)施例中的低音增強(qiáng)電路3的示例輸入/輸出特性，其中橫軸表示由LPF 1提取的第二聲音信號(hào)的輸入電平，而縱軸表示低音增強(qiáng)電路3的輸出電平?！熬€性”表示線性特性，其中輸入和輸出電平為1∶1的比率。正如所示，當(dāng)輸入聲音為小音量時(shí)，增大增益(即，增大輸入/輸出特性的斜度)，以增強(qiáng)聲音的低音分量，而當(dāng)輸入聲音具有大音量時(shí)，減小增益(即，減小輸入/輸出特性的斜度)，以抑制低音分量加強(qiáng)或聲音增強(qiáng)。
如圖3所示，當(dāng)輸入電平處于0dB的附近時(shí)，低音增強(qiáng)電路3的輸出電平快速降低。如此快速降低輸出電平的原因是防止輸出的削波。也就是，在聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的本實(shí)施例中，在存在于第一聲音信號(hào)中的低音分量、以及從第一聲音信號(hào)提取并由低音增強(qiáng)電路3增強(qiáng)的低音分量相加在一起的情況下，如果音量大，則存在輸出被削波的可能性。為了避免削波，本實(shí)施例被配置成當(dāng)音量非常大時(shí)，降低低音增強(qiáng)電路3的輸出電平。
此外，如圖3所示，可以預(yù)先準(zhǔn)備(即，在增益表32中預(yù)先存儲(chǔ))低音增強(qiáng)電路3的多個(gè)不同種類的輸入/輸出特性，例如，用于實(shí)現(xiàn)最小低音增強(qiáng)效果(“MIN”)的輸入/輸出特性、用于實(shí)現(xiàn)中間低音增強(qiáng)效果(“MID”)的輸入/輸出特性、以及用于實(shí)現(xiàn)最大低音增強(qiáng)效果(“MAX”)的輸入/輸出特性。在這種情況下，增益表32包括與多個(gè)不同種類的輸入/輸出特性相對(duì)應(yīng)的多個(gè)表，并且用戶可以選擇MIN、MID和MAX特性中的任何一個(gè)?？梢砸耘c圖3所示類似的方式設(shè)置高音增強(qiáng)電路4的輸入/輸出特性。
因?yàn)槿缟纤鲇傻鸵粼鰪?qiáng)電路3增強(qiáng)從第一聲音信號(hào)提取的低音分量，然后將其加到第一聲音信號(hào)，所以本實(shí)施例允許整個(gè)音量中的低音范圍音量接近預(yù)定音量級(jí)別，從而甚至當(dāng)聲源具有少量的低音分量時(shí)，也能夠賦予聲音以“力量(punch)”。類似地，因?yàn)槿缟纤鲇筛咭粼鰪?qiáng)電路4增強(qiáng)從第一聲音信號(hào)提取的高音分量，然后將其加到第一聲音信號(hào)，所以甚至當(dāng)聲源具有少量的高音分量時(shí)，本實(shí)施例也能使聲音“柔和(modulation)”。
此外，與圖13所示在傳統(tǒng)上公知的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置相比，因?yàn)楸緦?shí)施例采用用于根據(jù)由LPF 1和HPF 2提取的低音和高音分量的電平而執(zhí)行低音和高音分量的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮的前饋配置，而不是采用已經(jīng)受到聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)的聲音信號(hào)的電平的反饋，所以它能夠快速地響應(yīng)聲音信號(hào)電平變化。結(jié)果，即使當(dāng)存在輸入聲音信號(hào)電平的快速增大時(shí)，本實(shí)施例也能迅速抑制低音和高音分量的增強(qiáng)，從而防止生成不必要的削波聲音。
接下來(lái)，將描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的方框圖，其中以相同于圖1中的附圖標(biāo)記表示類似于圖1中的元件。通過(guò)將減法器9和10添加到上述第一實(shí)施例的各元件中，構(gòu)造根據(jù)第二實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置。減法器9從第一聲音信號(hào)減去低音范圍的第二聲音信號(hào)，并且輸出已經(jīng)受到減法操作的第一聲音信號(hào)(即，減去后的第一聲音信號(hào))。減法器10從第一聲音信號(hào)減去高音范圍的第二聲音信號(hào)，并且輸出已經(jīng)受到減法操作的第一聲音信號(hào)(即，減去后的第一聲音信號(hào))。
因此，除了由第一實(shí)施例提供的益處之外，第二實(shí)施例還能提供下面的有利益處。采用上述第一實(shí)施例，在將從第一聲音信號(hào)提取并且由增強(qiáng)電路3和4增強(qiáng)的低音和高音分量加到原始存在于第一聲音信號(hào)中的低音和高音分量的情況下，在低音和高音范圍內(nèi)可能不期望地發(fā)生不自然的下降(聲音變?nèi)?，這將導(dǎo)致聲音的頻率特性之間的不平滑連接。為了避免第一實(shí)施例的這種麻煩，以這樣的方式配置第二實(shí)施例，即，由減法器9從第一聲音信號(hào)切除低音范圍，同時(shí)，由減法器10從第一聲音信號(hào)切除高音范圍，使得通過(guò)了減法器10的第一聲音信號(hào)將僅具有中間范圍的分量。因此，在由加法器8相加的時(shí)候，有可能防止將第一和第二聲音信號(hào)的低音分量相加在一起，以及防止將第一和第三聲音信號(hào)的高音分量相加在一起。以這種方式，第二實(shí)施例可以有效地防止低音和高音范圍內(nèi)的下降，從而實(shí)現(xiàn)聲音的頻率特性之間的平滑連接。
圖5示出了第二實(shí)施例中的低音增強(qiáng)電路3的示例輸入/輸出特性。在第二實(shí)施例中，可以以與第一實(shí)施例大體上相同的方式，設(shè)置低音增強(qiáng)電路3的輸入/輸出特性。盡管當(dāng)輸入電平處于0dB附近時(shí)，快速地降低第一實(shí)施例中的低音增強(qiáng)電路3的輸出電平，但是當(dāng)輸入電平處于0dB的附近時(shí)，不需要降低第二實(shí)施例中的低音增強(qiáng)電路3的輸出電平，這是因?yàn)槿缟纤?，在低音和高音范圍?nèi)不可能發(fā)生下降。可以以與圖5所示的低音增強(qiáng)電路3相類似的方式，設(shè)置第二實(shí)施例中的高音增強(qiáng)電路4的輸入/輸出特性。
接下來(lái)，將描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的方框圖，其中以相同于圖1或4中的附圖標(biāo)記表示類似于圖1或4中的元件。通過(guò)在LPF 1和低音增強(qiáng)電路3之間添加衰減處理電路11，構(gòu)造根據(jù)第三實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置。
衰減處理電路11是這樣的電路，其用于根據(jù)由LPF 1提取的低音范圍的第二聲音信號(hào)的電平降低，逐漸地衰減或減少輸出電平。圖7示出了第三實(shí)施例中的衰減處理電路11的示例輸入/輸出時(shí)間特性，其中橫軸表示時(shí)間，而縱軸表示聲音信號(hào)電平?！癐N”表示由LPF 1提取的第二聲音信號(hào)，并且“OUT”表示衰減處理電路11的輸出信號(hào)。
如圖7所示，當(dāng)輸入了沖擊聲音信號(hào)IN時(shí)，衰減處理電路11在預(yù)定釋放時(shí)間內(nèi)逐漸地衰減聲音信號(hào)，而不使輸出信號(hào)OUT的電平跟隨聲音信號(hào)IN，其中該聲音信號(hào)IN的電平在呈現(xiàn)最大值之后快速地減小。在第三實(shí)施例中，執(zhí)行衰減處理，其中衰減率根據(jù)時(shí)間的經(jīng)過(guò)而非線性地增大。以這種方式，在由LPF 1提取的低音范圍內(nèi)發(fā)生了類似于沖擊的變化之后，立即抑制輸出電平的變化，然后，當(dāng)經(jīng)過(guò)給定時(shí)間時(shí)，增大輸出電平的衰減，從而第三實(shí)施例可以給予聽眾自然的聽覺(jué)。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的衰減處理，以預(yù)定時(shí)間間隔對(duì)輸入到衰減處理電路11的聲音信號(hào)進(jìn)行采樣，并且在當(dāng)前時(shí)間的樣本值和最后采樣時(shí)間的輸出值之間進(jìn)行比較，以便將所比較的兩個(gè)樣本值的較大值選擇為當(dāng)前時(shí)間的輸出值。因此，當(dāng)輸入聲音信號(hào)電平增大時(shí)，不變地選擇最新的樣本值，從而衰減處理電路11的輸出電平根據(jù)輸入電平而增大。然而，當(dāng)輸入聲音信號(hào)電平減小時(shí)，選擇最后采樣時(shí)間的輸出值，在這種情況下，衰減最后采樣時(shí)間的值，以將其設(shè)置為當(dāng)前時(shí)間的輸出值。在這種情況下，如上所述，衰減率隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而增大，并且在下一采樣的電平比較中，使用該輸出值作為最后采樣時(shí)間的輸出值。
如上所述，具有衰減處理電路11的第三實(shí)施例可以抑制低音范圍的過(guò)度電平變化，從而給予聽眾自然的聽覺(jué)。雖然第三實(shí)施例已被描述為包括在LPF1和低音增強(qiáng)電路3之間提供的衰減處理電路11，但是也可以在HPF 2和高音增強(qiáng)電路4之間提供這樣的衰減處理電路。此外，也可以將這樣的衰減處理電路應(yīng)用于第一實(shí)施例。
此外，盡管僅僅涉及一個(gè)聲道的聲音信號(hào)而描述了第一到第三實(shí)施例，但是可以將本發(fā)明應(yīng)用于多聲道的聲音信號(hào)。在這種情況下，按照每個(gè)聲道提供圖1、4或6所示的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置。此外，不需要對(duì)所有的聲道執(zhí)行聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)；可以對(duì)聲道中的至少一個(gè)執(zhí)行它。例如，在將本發(fā)明應(yīng)用于包括左前聲道(L(即，左)ch)、右前聲道(R(即右)ch)、中央聲道(Cch)、左后聲道(SL(即，左環(huán)繞)ch)、右后聲道(SR(即，右環(huán)繞)ch)和次低音揚(yáng)聲器聲道(LFE(即，低頻效果)ch)的5.1聲道環(huán)繞系統(tǒng)的情況下，可以在聲道Lch、Rch和Cch中實(shí)現(xiàn)高聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)效果，因此，只需對(duì)這三個(gè)聲道Lch、Rch和Cch中的每個(gè)單獨(dú)執(zhí)行聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)。
可以對(duì)每個(gè)聲道單獨(dú)執(zhí)行聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)，并且可以對(duì)這些聲道使用相同或公共的增益系數(shù)。在對(duì)所有聲道使用公共的增益系數(shù)的情況下，以與聲道Lch、Rch和Cch的對(duì)應(yīng)關(guān)系提供的每個(gè)聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的高音增強(qiáng)電路4可以通過(guò)電平檢測(cè)部件，檢測(cè)由對(duì)應(yīng)的HPF 2提取的聲道Lch、Rch和Cch的三個(gè)聲音信號(hào)的高音分量之中的最大電平，以便從增益表讀出與最大電平相對(duì)應(yīng)的增益系數(shù)。因此，在要對(duì)三個(gè)聲道Lch、Rch和Cch執(zhí)行聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)的情況下，盡管必須為三個(gè)聲道Lch、Rch和Cch中的每個(gè)提供聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，但是可以在三個(gè)聲道的各自高音增強(qiáng)電路4之間共享相同的電平檢測(cè)電路和增益表，結(jié)果，可以顯著減小整個(gè)電路大小。
接下來(lái)，將描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的方框圖，其中以相同于圖1、4或6中的附圖標(biāo)記表示類似于圖1、4或6中的元件。將第四實(shí)施例構(gòu)造成一組用于多聲道的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，即，用于聲道Lch、Rch和Cch的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置12-L、12-R和12-C。第四實(shí)施例還包括規(guī)格化處理電路13，其用于調(diào)節(jié)各個(gè)聲道Lch、Rch和Cch的聲音信號(hào)的音量?？梢砸耘c上述第一到第三實(shí)施例中的任何一個(gè)相同的方式構(gòu)造聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置12-L、12-R和12-C中的每個(gè)。
規(guī)格化處理電路13包括放大器14-L、14-R、14-C、14-SL、14-SR和14-LFE，電平檢測(cè)部件15，以及增益表16。電平檢測(cè)部件15從以下聲音信號(hào)之中檢測(cè)最大電平，即，已經(jīng)受到對(duì)應(yīng)的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置12-L、12-R、12-C的聲音調(diào)節(jié)的聲道Lch、Rch和Cch的聲音信號(hào)，以及沒(méi)有經(jīng)過(guò)聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的其它聲道SLch、SRch和LFEch的聲音信號(hào)。
增益表16將輸入聲音信號(hào)電平與放大器14-L、14-R、14-C、14-SL、14-SR和14-LFE的增益系數(shù)相互關(guān)聯(lián)地預(yù)先存儲(chǔ)在其中。從增益表16讀出與由電平檢測(cè)部件15檢測(cè)的最大電平相對(duì)應(yīng)的增益系數(shù)，并且將其提供給放大器14-L、14-R、14-C、14-SL、14-SR和14-LFE。放大器14-L、14-R、14C、14-SL、14-SR或14-LFE中的每個(gè)將對(duì)應(yīng)聲道Lch、Rch、Cch、SLch、SRch或LFEch的聲音信號(hào)乘以從增益表16輸出的增益系數(shù)，從而輸出相乘后的聲道Lch、Rch、Cch、SLch、SRch或LFEch的聲音信號(hào)。
圖9示出了規(guī)格化處理電路13的示例輸入/輸出特性，其中橫軸代表由電平檢測(cè)部件15檢測(cè)的輸入電平，而縱軸代表規(guī)格化處理電路13的輸出電平。這里假定聲道Lch、Rch、Cch、SLch、SRch和LFEch中的給定一個(gè)表示最大電平，并且圖9示出了該給定聲道的輸入/輸出特性。正如所示，當(dāng)輸入聲音具有小音量時(shí)，增大增益，以增大振幅，而當(dāng)輸入聲音具有大音量時(shí)，減小增益，以抑制振幅加強(qiáng)。
如同在低音增強(qiáng)電路3或高音增強(qiáng)電路4的情況中一樣，可以預(yù)先準(zhǔn)備規(guī)格化處理電路13的多個(gè)不同種類的輸入/輸出特性MIN、MID和MAX，并且用戶可以選擇MIN、MID和MAX特性中的任何一個(gè)。在這種情況下，增益表16包括與多個(gè)不同種類的輸入/輸出特性相對(duì)應(yīng)的多個(gè)表。
除了由第一實(shí)施例提供的有利益處之外，第四實(shí)施例還能提供下面的有利益處。如上所述，第四實(shí)施例的特征在于，使用與多聲道聲音信號(hào)之中的最大電平相對(duì)應(yīng)的公共增益系數(shù)，對(duì)各個(gè)聲道的聲音信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮。因此，當(dāng)聲音具有小音量時(shí)，第四實(shí)施例可以提高音量，以防止聲音隱藏在噪聲背后，而當(dāng)聲音具有大音量時(shí)，第四實(shí)施例可以降低音量，以防止聲音令聽眾的耳朵不適。
當(dāng)在晚上再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)畫面、音樂(lè)等的音頻時(shí)，通常會(huì)降低聲音再現(xiàn)音量，以便不干擾鄰居。然而，如果降低再現(xiàn)音量，則當(dāng)從音頻設(shè)備提供的聲音信號(hào)具有小音量時(shí)，往往難以聽到再現(xiàn)的聲音。另一方面，如果提高再現(xiàn)音量，則當(dāng)從音頻設(shè)備提供的聲音信號(hào)具有大音量時(shí)，再現(xiàn)聲音往往太響。然而，以上述方式配置的第四實(shí)施例不僅可以防止在將再現(xiàn)音量設(shè)為低電平時(shí)聲音變得難以聽到，而且還可以防止在將再現(xiàn)音量設(shè)為高電平時(shí)聲音變得太響。此外，有時(shí)，例如由于TV節(jié)目和商業(yè)廣告之間或者聲源之間的音量差異，用戶必須頻繁地調(diào)整音量。第四實(shí)施例可以減小由于音頻源等的差異而導(dǎo)致的不期望的音量差異，從而消除用戶的頻繁音量調(diào)整的需要。
上面將第四實(shí)施例描述成對(duì)每個(gè)預(yù)定聲道使用公共增益系數(shù)。在可選方案中，對(duì)每個(gè)聲道單獨(dú)提供電平檢測(cè)部件，并且可以將特定于每個(gè)聲道的增益系數(shù)提供給放大器14-L、14-R、14-C、14-SL、14-SR或14-LFE。在另一可選方案中，將聲道劃分成多個(gè)組，并且對(duì)每個(gè)組提供電平檢測(cè)部件，并且可以對(duì)每個(gè)組使用公共的增益系數(shù)。例如，可以將聲道分成聲道Lch和Rch的組、以及其余聲道的組，或者將其分成聲道Lch和Rch的組、僅僅聲道Cch的組、以及其余聲道的組。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一般設(shè)置的方框圖。第五實(shí)施例包括LPF 110，用作提取裝置或部件；HPF 120，也用作提取部件；衰減處理部件130和140；系數(shù)計(jì)算部件150和160；低音增強(qiáng)部件170，用作濾波處理部件，以及高音增強(qiáng)部件180，也用作濾波處理部件。
將描述根據(jù)第五實(shí)施例的質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的行為。采取IIR(無(wú)限沖激響應(yīng))濾波器形式的LPF 110從輸入聲音信號(hào)提取在頻率上低于例如幾百赫茲的低音范圍的聲音信號(hào)。也采取IIR濾波器形式的HPF 120從輸入聲音信號(hào)提取在頻率上高于例如幾千赫茲的高音范圍的聲音信號(hào)。
衰減處理部件130根據(jù)由LPF 110提取的低音范圍的聲音信號(hào)的電平降低而逐漸地衰減輸出電平，同時(shí)衰減處理部件140根據(jù)由HPF 120提取的高音范圍的聲音信號(hào)的電平降低而逐漸地衰減輸出電平。圖11示出了第五實(shí)施例中的衰減處理部件130的示例輸入/輸出時(shí)間特性，其中橫軸表示時(shí)間，而縱軸表示聲音信號(hào)的電平。“IN”表示由LPF 110提取的低音范圍聲音信號(hào)，并且“OUT”表示衰減處理部件130的輸出信號(hào)。
如圖11所示，當(dāng)輸入了沖擊聲音信號(hào)IN時(shí)，衰減處理部件130在預(yù)定釋放時(shí)間內(nèi)逐漸地衰減聲音信號(hào)，而不使輸出信號(hào)OUT的電平跟隨聲音信號(hào)IN，其中該聲音信號(hào)IN的電平在呈現(xiàn)最大值之后快速地減小。在第五實(shí)施例中，執(zhí)行衰減處理，其中衰減率根據(jù)時(shí)間的經(jīng)過(guò)而非線性地增大。因此，在由LPF 110提取的低音范圍內(nèi)發(fā)生了類似于沖擊的變化之后，立即抑制輸出電平的變化，然后，當(dāng)經(jīng)過(guò)給定時(shí)間時(shí)，增大輸出電平的衰減，從而第五實(shí)施例可以給予聽眾自然的聽覺(jué)。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的衰減處理，以預(yù)定時(shí)間間隔對(duì)輸入到衰減處理部件130的聲音信號(hào)進(jìn)行采樣，并且在當(dāng)前時(shí)間的樣本值和最后采樣時(shí)間的輸出值之間進(jìn)行比較，以便將所比較的兩個(gè)樣本值的較大值選擇為當(dāng)前時(shí)間的輸出值。因此，當(dāng)輸入聲音信號(hào)電平增大時(shí)，不變地選擇最新的樣本值，但是，當(dāng)輸入聲音信號(hào)電平減小時(shí)，選擇最后采樣時(shí)間的輸出值，在這種情況下，衰減最后采樣時(shí)間的值，以將其設(shè)置為當(dāng)前時(shí)間的輸出值。在這種情況下，如上所述，衰減率隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而增大，并且在下一采樣的電平比較中，使用該輸出值作為最后采樣時(shí)間的輸出值。以與衰減處理部件130類似的方式配置另一衰減處理部件140。
系數(shù)計(jì)算部件150基于從衰減處理部件130輸出的聲音信號(hào)的電平，計(jì)算低音增強(qiáng)電路170的濾波系數(shù)。另一方面，系數(shù)計(jì)算部件160基于從衰減處理部件140輸出的聲音信號(hào)的電平，計(jì)算高音增強(qiáng)電路180的濾波系數(shù)。為了濾波系數(shù)計(jì)算的目的，例如，可以在系數(shù)計(jì)算部件150和160中提供將聲音信號(hào)電平和濾波系數(shù)相互關(guān)聯(lián)地預(yù)先存儲(chǔ)在其中的表，從而從相應(yīng)的表中讀出與從衰減處理部件130和140輸出的聲音信號(hào)的電平相對(duì)應(yīng)的特定濾波系數(shù)。
采取傾斜濾波器(shelving filter)形式的低音增強(qiáng)電路170根據(jù)從系數(shù)計(jì)算部件150輸出的濾波系數(shù)，執(zhí)行濾波處理，以便增大/減小低于預(yù)定頻率的輸入聲音信號(hào)的低音范圍的電平。類似地，也采取傾斜濾波器形式的高音增強(qiáng)電路180根據(jù)從系數(shù)計(jì)算部件160輸出的濾波系數(shù)，執(zhí)行濾波處理，以便增大/減小高于預(yù)定頻率的輸入聲音信號(hào)的高音范圍的電平。
圖12A和12B是示出第五實(shí)施例中的低音增強(qiáng)電路170的示例頻率特性的圖。更具體地說(shuō)，圖12A示出了沒(méi)有由低音增強(qiáng)電路170處理的聲音信號(hào)的頻率特性，而圖12B示出了已經(jīng)由低音增強(qiáng)電路170處理的聲音信號(hào)的頻率特性。在圖12A和12B的每個(gè)中，橫軸代表頻率，而縱軸代表聲音信號(hào)電平。數(shù)值0dB--90dB表示輸入聲音信號(hào)電平。如從圖12B看出的那樣，通過(guò)低音增強(qiáng)電路170的濾波處理，當(dāng)聲音具有小音量時(shí)，增大低音范圍的增強(qiáng)量，以加重低音分量，但是當(dāng)聲音具有大音量時(shí)，減小低音范圍的增強(qiáng)量，以抑制對(duì)低音范圍的加重。基于與低音增強(qiáng)電路170類似的原理來(lái)配置高音增強(qiáng)電路180，以增大/減小高音范圍。
如上所述，因?yàn)橛傻鸵粼鰪?qiáng)電路170增強(qiáng)從輸入聲音信號(hào)提取的低音分量，第五實(shí)施例允許整個(gè)音量中的低音范圍的音量接近預(yù)定音量級(jí)別，從而即使當(dāng)聲源具有少量的低音分量時(shí)，也能賦予聲音以“力量”。類似地，因?yàn)橛筛咭粼鰪?qiáng)電路180增強(qiáng)從輸入聲音信號(hào)提取的高音分量，所以即使當(dāng)聲源具有少量的高音分量時(shí)，本實(shí)施例也能使聲音“變得柔和”。
此外，與圖13所示在傳統(tǒng)上公知的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置相比，因?yàn)榈谖鍖?shí)施例采用用于根據(jù)由LPF 110和HPF 120提取的低音和高音分量的電平而實(shí)時(shí)改變低音和高音增強(qiáng)電路170和180的濾波系數(shù)的前饋配置，而不是采用已經(jīng)受到聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)的聲音信號(hào)的電平的反饋，所以它可以快速地響應(yīng)聲音信號(hào)電平變化。結(jié)果，即使當(dāng)存在輸入聲音信號(hào)電平的快速增大時(shí)，本實(shí)施例也能迅速抑制低音和高音分量的加重或增強(qiáng)，從而防止生成不必要的削波聲音。
此外，盡管僅僅涉及一個(gè)聲道的聲音信號(hào)來(lái)描述了第五實(shí)施例，但是可以將其應(yīng)用于多聲道的聲音信號(hào)。在這種情況下，按照每個(gè)聲道提供圖10所示的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置。此外，不需要對(duì)所有聲道執(zhí)行聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)；可以對(duì)聲道中的至少一個(gè)執(zhí)行它。例如，在5.1聲道環(huán)繞系統(tǒng)中，只需對(duì)三個(gè)聲道左前聲道(Lch)；右前聲道(Rch)；以及中央聲道(Cch)中的每個(gè)單獨(dú)執(zhí)行聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)。
可以對(duì)每個(gè)聲道單獨(dú)執(zhí)行聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)，在這種情況下，對(duì)這些聲道使用相同或公共的增益系數(shù)。在對(duì)這些聲道使用公共增益系數(shù)的情況下，用于聲道Lch、Rch和Cch的每個(gè)聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的低音增強(qiáng)電路170中的系數(shù)計(jì)算部件150可以計(jì)算與由對(duì)應(yīng)的LPF 110提取的聲道Lch、Rch和Cch的三個(gè)聲音信號(hào)的低音分量之中的最大電平相對(duì)應(yīng)的系數(shù)。因此，在要對(duì)三個(gè)聲道Lch、Rch和Cch執(zhí)行聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)的情況下，盡管必須對(duì)聲道Lch、Rch和Cch中的每個(gè)提供聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，但是可以在各個(gè)(即，三個(gè))低音增強(qiáng)電路170之間共享相同的系數(shù)計(jì)算部件，；以這種方式，可以減小整個(gè)電路大小。
以上述方式配置的本發(fā)明可以適用于音頻設(shè)備和電視接收機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其針對(duì)多個(gè)聲道的聲音信號(hào)中的至少一個(gè)，包括濾波器電路，其從輸入聲音信號(hào)中提取預(yù)定頻帶的聲音信號(hào)；增強(qiáng)電路，其根據(jù)所述聲音信號(hào)的輸入電平，對(duì)由所述濾波器電路提取的聲音信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮；以及加法器，其將所述輸入聲音信號(hào)和由所述增強(qiáng)電路輸出的聲音信號(hào)相加在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，針對(duì)該至少一個(gè)聲音信號(hào)還包括減法器，其從所述輸入聲音信號(hào)中減去由所述濾波器電路提取的聲音信號(hào)，其中所述加法器將減去后的輸入聲音信號(hào)和由所述增強(qiáng)電路輸出的聲音信號(hào)相加在一起。
3.如權(quán)利要求1所述的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，針對(duì)該至少一個(gè)聲音信號(hào)還包括在所述濾波器電路和所述增強(qiáng)電路之間提供的衰減處理電路，所述衰減處理電路根據(jù)由所述濾波器電路提取的聲音信號(hào)的電平的降低，逐漸地衰減輸出電平。
4.如權(quán)利要求1所述的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，還包括規(guī)格化處理電路，其使用與所述多個(gè)聲道的聲音信號(hào)的最大電平相對(duì)應(yīng)的公共增益系數(shù)，對(duì)每個(gè)聲道的聲音信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮。
5.如權(quán)利要求1所述的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，還包括規(guī)格化處理電路，其檢測(cè)所述多個(gè)聲道的聲音信號(hào)被劃分的每個(gè)預(yù)定組的聲音信號(hào)的最大電平，并且使用與該組的最大電平相對(duì)應(yīng)的公共增益系數(shù)，對(duì)每個(gè)組的聲音信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮。
6.一種聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其針對(duì)多個(gè)聲道的聲音信號(hào)中的至少一個(gè)，包括提取部件，其從輸入聲音信號(hào)中提取預(yù)定頻帶的聲音信號(hào)；系數(shù)計(jì)算部件，其基于由所述提取部件提取的聲音信號(hào)的電平，計(jì)算濾波器系數(shù)；以及濾波器處理部件，其根據(jù)由所述系數(shù)計(jì)算部件計(jì)算的濾波器系數(shù)，執(zhí)行濾波器處理，用于增大/減小所述輸入聲音信號(hào)的預(yù)定頻帶的聲音信號(hào)電平。
7.如權(quán)利要求6所述的聲音質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其針對(duì)該至少一個(gè)聲音信號(hào)還包括在所述提取部件和所述濾波器處理部件之間提供的衰減處理部件，所述衰減處理部件根據(jù)由所述提取部件提取的聲音信號(hào)的電平的降低，逐漸地衰減輸出電平。
全文摘要
LPF和HPF分別從輸入聲音信號(hào)提取低音和高音范圍，并且低音和高音增強(qiáng)電路根據(jù)聲音信號(hào)的輸入電平，對(duì)所提取的低音和高音范圍的聲音信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展/收縮。將輸入聲音信號(hào)和從增強(qiáng)電路輸出的聲音信號(hào)相加在一起。還可以提供系數(shù)計(jì)算部件，用于基于由LPF和HPF提取的聲音信號(hào)的電平而計(jì)算濾波系數(shù)。在這種情況下，低音和高音增強(qiáng)部件根據(jù)由對(duì)應(yīng)的系數(shù)計(jì)算部件計(jì)算的濾波系數(shù)，執(zhí)行用于分別增大/減小低音和高音范圍的電平的濾波處理。
文檔編號(hào)H03G5/00GK1877988SQ200610091610
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月6日
發(fā)明者青木良太郎, 秋山仁志 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社